手机版
|
镀层硬度是指镀层对外力所引起的局部表面形变的抵抗强度。对于较薄的镀层，其硬度测定一般做显微硬度试验，较厚的镀层则需作宏观硬度试验。例如锉刀试验就是一种宏观的定性试验，即用普通锉刀在镀层上锉动，以切割的程度定性地表示硬度。显微硬度试验有布氏法、维氏法和努氏法。布氏显微硬度法采用小钢球压头，这种方法测得的镀层硬度受基体影响很大，故一般不采用这种方法。维氏硬度法使用正方锥体压头，压痕为正方形，测得的镀层硬度值受基体和所加负荷影响都较小，可作为测定厚镀层硬度的一种方法。但测定薄镀层硬度时，应首先制备金相试样，并在镀层的横断面上进行测量。若在垂直镀层表面进行测量，一般不能获得正确的结果。努氏硬度法采用正棱锥体压头，压痕为菱形。对薄镀层硬度的测定灵敏度较高，故被广泛采用。
1、显微硬度测量仪
测量显微硬度可采用显微硬度计。其测量原理是，利用仪器所附带的金刚石压头加一定负荷，在被测试样表面压出压痕，再用读数显微镜测出压痕的大小，经计算（或查表）求得被测试样表面镀层的硬度。由于金刚石压头形式不同，计算公式不同，所得显微硬度值也有差异。
2、显微硬度测定方法及注意事项
（1）操作仪器时的要求
严格按仪器使用说明书进行操作。
（2）对测量试样的外观和制备要求
为尽量减小测量误差，试样表面应平整、光滑、无油污。若测量断面硬度时，可按金相试样制备。
（3）对测量试样镀层厚度的要求
在横断面上测量硬度时，对镀层厚度有一定要求。根据ISO4516-80规定，如采用维氏压头测量，镀层厚度应足以产生符合以下条件的压痕。
①压痕的每一角与镀层的任一边的距离应至少为对角线长度的一半。
②两条对角线的长度应相等（误差小于5%。
③压痕的两边应当相等（误差在5%）。
若采用努氏压头时，ISO4516-80规定，软镀层（铝、铜或银）的厚度至少要达到40μm；硬镀层（镍、钴、铁和硬的贵金属及其合金）至少应为25μm。
在垂直于镀层表面测量时，ISO4516-80规定，如采用维氏压头，镀层厚度大于或等于压痕对角线平均长度的 !"( 倍。若采用努氏压头，镀层厚度至少应为压痕较长的对角线的1.4倍。只有基体和镀层硬度相近时，较薄的镀层才能得到满意的测量结果。
（4）负荷大小的选择
在可能的范围内尽量选用大负荷，以便获取较大尺寸的压痕，从而减少测量的相对误差。要使测量误差≤5%，压痕对角线应≥16μm。ISO 4516-80规定一般硬度值低于300HV的材料，贵金属及其合金和薄的镀层采用0.245N负荷。铝上硬阳极氧化膜采用0.490N负荷。硬度大于300HV非贵金属材料采用0.981N负荷。
（5）对施加负荷的要求
施加负荷要平稳、缓慢，无任何振动和冲击现象。ISO 4516-80规定压头压入速度为 15~17μm/s，负荷在试验时保持10~15s，测定温度为（23±5）℃。
（6）测量取平均值
同一试样上，在相同条件下至少取不同的部位测量 ! 次，取各次测量的平均值作为测定结果。
3、硬度值的计算
（1）维氏显微硬度按下式计算
维氏显微硬度公式
其中，HV表示维氏显微硬度；F表示施加于试样的负荷（N）；d是压痕对角线长度（μm）。
（2）努氏显微硬度计算公式：
努氏显微硬度公式
|
